(一)、發病原因
栓子的性質，種類最常見的有血塊，膽固醇及纖維蛋白，炎性栓子，寄生蟲或蟲卵，脂肪，氣泡等，按其來源可分3類。
1.心源性
(1)、房顫：
可由冠心病，風濕性心髒病，甲狀腺功能亢進等疾病所致，由於抗生素的廣泛應用，風濕熱發病率大為減少;在非風濕性房顫的老年患者中有60.3%發生腦缺血症狀，其中2/3是由心源性栓子造成的腦栓塞，還有報道老年甲亢患者因突然停用碘劑而病情惡化繼發房顫，導致腦栓塞。
(2)、心髒手術：
心髒手術不僅可能引起心髒贅生物或斑塊脫落形成栓子，還可能使氣泡，心髒組織中的脂肪顆粒也進入血液循環，造成腦栓塞，這些栓塞79%發生於術後24h內，大都呈多發性腦栓塞，部位以大腦後部，小腦為多見。
(3)、感染：
急性或亞急性細菌性心內膜炎患者心瓣膜上形成的菌性贅生物脫落後進入血液循環可引起腦栓塞，還可並發腦膜炎，腦膿腫等感染性病變，據報道，此類老年患者出現栓塞和轉移性感染的發生率為51%。
(4)、其他：
心肌梗死或心肌病時，心內膜變性易誘發血小板黏附而發生血栓，脫落後形成栓子;心髒黏液瘤，二尖瓣脫垂，先天性心髒病房室間隔缺損將來自靜脈的栓子壓入左心產生的反常栓塞等。
2.非心源性
(1)、動脈粥樣硬化：
主動脈弓，頸動脈等大血管粥樣硬化斑塊和附著物脫落，也是導致老年腦栓塞的重要原因。
(2)、感染：
敗血症，肺部感染引起的感染性膿栓。
(3)、其他：
脂肪栓子多來源於長骨骨折或手術，氣體栓塞則常見於胸，頸部外科手術，還有腫瘤栓子，寄生蟲及蟲卵栓子和異物栓子等。
3.來源不明少數病例雖經檢查仍無法明確栓子的來源。
(二)、發病機制
腦栓塞多見於頸內動脈系統，特別是大腦中動脈，椎基底動脈栓塞僅占腦栓塞的10%左右，栓子堵塞腦血管後不但引起供血區急性缺血，還常引起血管痙攣，使缺血范圍擴大;當血管痙攣減輕，栓子移向動脈遠端及側支循環建立後，缺血范圍縮小，症狀減輕，腦栓塞引起的病理改變與腦血栓形成基本相同，但可多發，且出血性梗死更為常見，占30%～50%，這是因為栓塞處血管壁受損壞死，當痙攣減輕，血流恢復後易發生滲漏性出血，炎性栓子還可引起局限性動脈炎或細菌性動脈瘤，腦膿腫，脂肪栓塞時，大腦白質可見彌散性瘀斑和腦水腫。
